Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TỈ LỆ SỮA CHUA GIỐNG, TỈ LỆ ĐƯỜNG BỔ SUNG VÀ THỜI GIAN LÊN MEN
- Tỉ lệ sữa chua giống 4 %
Sự biến đổi điểmCLCQ của sữa chua theo tỉ lệ đường bổ sung và thời gian lên men được thể hiện bảng 4.1 phần phụ lục và trên hình 3.4 cho thấy.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
11 12 13 14
tỉ lệ đường (%)
Điểm CLCQ
5h 6h 7h
Hình 3.4 Biến đổi điểmCLCQ theo tỉ lệ đường bổsung và thời gian lên men với tỉ lệ sữa chua giống 4%.
Ở tỉ lệ sữa chua giống 4%:
- Thời gian lên men 5h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 12.76 ở tỉ lệ đường 11%. Sản phẩm này đạt độ chua 580T. Các sản phẩm ở cùng thời gian này đều chưa đạt trạng thái và vị là do thời gian lên men quá ngắn nên lượng acid lactic sinh ra chưa đủ làm giảm pH của dịch lên men tới pHi của casein nên sữa chưa đông thành khối và lượng đường còn lại trong sản phẩm quá nhiều nên sản phẩm quá ngọt.
- Thời gian lên men 6h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 14.32ở tỉ lệ đường 12%. Độ chua sản phẩm đạt 600 T. Thời gian lên men ngắn, lượng acid lactic sinh ra cũng chưa đủ làm giảm pH của dịch lên men xuống tới pHi của casein nên sữa vẫn chưa đông thành khối mặc dù trạng tháitốt hơn thời gian lên men 5h. Thời
gian lên men ngắn nên lượng đường còn lại trong sản phẩm nhiều do đó sản phẩm ngọt, ít chua.
- Thời gian lên men 7h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 16.6 ở tỉ lệ đường 13%. Sản phẩm này có vị chua ngọt hài hòa, sữa đông thành khối thống nhất mịn màng, đạt độ chua 750 T. Với tỉ lệ đường > 13% sữa đông thành khối nhưng vị quá ngọt do lượng đường còn lại nhiều. Với tỉ lệ đường < 13%, sữa đông thành khối nhưng sản phẩm chua, ít ngọt do vi khuẩn sử dụng gần hết đường, lượng đường còn lại không đủ tạo ra vị hài hòa cho sản phẩm.
Qua các thí nghiệm trên ta thấy ở tỉ lệ sữa chua giống 4 % thời gian lên men 7h tỉ lệ đường 13 % sẽ cho ta kết quả cảm quan cao nhất và đạt độ chua theo qui định.
- Với tỉ lệ sữa chua giống 5 %
Sự biến đổi điểm CLCQ của sữa chua theo tỉ lệ đường bổ sung và thời gian lên men được thể hiện bảng 4.2 phần phụ lục và trên hình 3.5 cho thấy.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
11 12 13 14
tỉ lệ đường (%)
Điểm CLCQ
5h 6h 7h
Hình 3.5 Biến đổi điểmCLCQ theo tỉ lệ đường bổ sung và thời gian lên men với tỉlệ sữa chua giống 5%.
Ở tỉ lệ sữa chua giống 5%:
- Thời gian lên men 5h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 12.24ở tỉ lệ đường 12%. Sản phẩm này đạt độ chua 590 T. Thời gian lên men ngắn, lượng acid lactic sinh ra không đủ làm giảm pH của dịch lên men xuống tới pHi của casein nên sữa chưa đông thành khối. Thời gian lên ngắn nên chưa lên men đủ lượng acid lactic tạo sản phẩm ít chua, ngọt.
- Thời gian lên men 6h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 15.6 ở tỉ lệ đường 12%. Sản phẩm này có vị chua ngọt hài hòa, sữa đông thành khối nhưng ít mịn, độ chua đạt 750T. Với tỉ lệ đường < 12% thì cho sản phẩm chua. Với tỉ lệ đường > 12% thì cho sản phẩm ngọt.
- Thời gian lên men 7h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 15.04ở tỉ lệ đường 13%, độ chua của sản phẩm đạt 80 0T. Thời gian lên men dài, lượng acid lactic sinh ra quá nhiều nên các sản phẩm chua mặc dù trạng thái sữa đông thành khối.
Qua các thí nghiệm trên ta thấy ở tỉ lệ sữa chua giống 5 % thời gian lên men 6h tỉ lệ đường 12 % sẽ cho ta kết quả cảm quan cao nhất và đạt độ chua theo qui định.
- Với tỉ lệ sữa chua giống 6 %
Sự biến đổi điểm CLCQ của sữa chua theo tỉ lệ đường bổ sung và thời gian lên men được thể hiện bảng 4.3 phần phụ lục và trên hình 3.6 cho thấy
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
11 12 13 14
tỉ lệ đường (%)
Điểm CLCQ
5h 6h 7h
Hình 3.6 Biến đổi điểmCLCQ theo tỉ lệ đường bổ sung và thời gian lên men với tỉ lệ sữa chua giống 6%.
Ở tỉ lệ sữa chua giống là 6 %:
- Thời gian lên men là 5h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 14.72ở tỉ lệ đường 12% và sản phẩm này đạt độ chua 650T. Thời gian lên men ngắn, lượng acid lactic sinh ra không đủ làm giảm pH của dịch lên men xuống tới pHi của casein nên sữa chưa đông thành khối. Thời gian lên ngắn nên chưa lên men đủ lượng acid lactic tạo sản phẩm ít chua, ngọt.
- Thời gian lên men là 6h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 16.36ở tỉ lệ đường 13% và sản phẩm này đạt độ chua 780T. Sản phẩm này có vị chua ngọt hài hòa, sữa đông thành khối. Với tỉ lệ đường < 13% thì cho sản phẩm chua. Với tỉ lệ đường > 13% thì cho sản phẩm ngọt mặc dù trạng thái vẫn đông thành khối.
- Thời gian lên men là 7h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất15.8, sản phẩm này đạt độ chua 85 0 T. Thời gian lên men dài, lượng acid lactic sinh ra quá nhiều nên các sản phẩm đều chua mặc dù trạng thái sữa đông thành khối.
Từ kết quả trên cho thấy với tỉ lệ sữa chua giống 6% thì tỉ lệ đường là 13%
và thời gian lên men là 6h thì cho kết quả cảm quan cao nhất và sản phẩm đạt độ chua theo qui định.
- Với tỉ lệ sữa chua giống 7 %
Sự biến đổi điểmCLCQ của sữa chua theo tỉ lệ đường bổ sung và thời gian lên men được thể hiện bảng 4.4 phần phụ lục và trên hình 3.7.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
11 12 13 14
tỉ lệ đường (%)
Điểm CLCQ
5h 6h 7h
Hình 3.6 Biến đổi điểmCLCQ theo tỉ lệ đường bổ sung và thời gian lên men với tỉ lệ sữa chua giống 7%.
Ở tỉ lệ sữa chua giống là 7 %:
Các sản phẩm đều có trạng thái sữa đông thành khối vì lượng acid lactic sinh ra đủ làm giảm pH của dịch lên men xuống tới pHi của casein.
- Thời gian lên men 5h: sản phẩm có điểm cảm quan cao nhất là 15.96 và sản phẩm này đạt độ chua 760T. Sản phẩm này có vị chua ngọt hài hòa. Với tỉ lệ đường
>12% thì lượng đường còn lại trong sản phẩm nhiều làm cho sản phẩm ngọt. Với tỉ lệ đường < 12% thì cho sản phẩm chua do lượng đường còn lại quá ít không đủ tạo vị ngọt hài hòa cho sản phẩm.
- Thời gian lên men 6h : sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 14.92ở tỉ lệ đường 13% và sản phẩm đạt độ chua 820T. Các sản phẩm đều quá chua do vi khuẩn lactic sử dụng đường tạo nhiều acid lactic và lượng đường còn lại trong sản phẩm ít.
- Thời gian lên men 7h: sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất là 14.6 ở tỉ lệ đường 14% và sản phẩm đạt độ chua 890T. Các sản phẩm đều quá chua do vi khuẩn lactic sử dụng đường tạo nhiều acid lactic và lượng đường còn lại trong sản phẩm ít.
Từ kết quả trên ta thấy với tỉ lệ sữa chua giống là 7% thì tỉ lệ đường 12% và thời gian lên men 5h thì cho điểm cảm quan cao nhất và sản phẩm cũng đạt độ chua theo qui định.
Sau khi chọn được các mẫu tốt nhất như trên, ta đi tiến hành làm lại các thí nghiệm nhiều lần để đánh giá cảm quan lại lần nữa để có kết quả chính xác.
Các mẫu được xếp theo thứ tự: tỉ lệ sữa chua giống- tỉ lệ đường- thời gian lên men. Ví dụ mẫu: 4-13-7: tỉ lệ sữa chua giống 4%- tỉ lệ đường 13%- thời gian lên men 7h. Sự so sánh được thể hiện theo bảng 3.4 và trên hình 3.8 cho thấy.
Bảng 3.4: Bảng điểm so sánh tổng hợp các mẫu ở các tỉ lệ sữa chua giống- tỉ lệ đường- thời gian lên men khác nhau.
Mẫu Mẫu Chỉ tiêu ĐTB chưa có trọng lượng HSQT ĐTB có trọng lượng
TT 4.2 1.8
Mùi 3.6 0.8
1 4-13-7
Vị 3.8 1.4
15.76
TT 3.8 1.8
Mùi 3.6 0.8
2 5-12-6
Vị 4.2 1.4
15.6
TT 4.2 1.8
Mùi 3.8 0.8
3 6-13-6
Vị 4.0 1.4
16.2
TT 4.0 1.8
Mùi 3.6 0.8
4 7-12-5
Vị 4.0 1.4
15.68
15.76
15.68 16.2
15.6
15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 16 16.1 16.2 16.3
1 2 3 4
mẫu
Điểm CLCQ
Hình 3.8: Biểu đồ điểmCLCQ theo tỉ lệsữa chua giống- tỉ lệ đường- thời gian lên men.
Từ kết quả trên cho thấy chỉ có mẫu 3 (tỉ lệ sữa chua giống 6%-tỉ lệ đường 13%- thời gian lên men 6h) theo TCVN 3215-79 là đạt loại khá. Khi thay đổi tỉ lệ sữa chua giống thì mùi của sữa chua thay đổi, với tỉ lệ sữa chua giống 6% là cho điểm cảm quan về mùi tốt nhất.
Đường chính là cơ chất để vi khuẩn lactic sinh trưởng và phát triển, đồng thời tạo vị ngọt cho sản phẩm. Vì vậy đường bổ sung vào có ảnh hưởng rất lớn đến vị của sản phẩm. Vi khuẩn lactic hấp thu các chất như Protein, đường, khoáng, vitamin…để sinh ra các sản phẩm của quá trình lên men như acid lactic, các chất thơm…tạo hương vị cho sản phẩm. Thời gian lên men thích hợp sẽ tạo sản phẩm có chất lượng tốt.
Qua các thí nghiệm ta thấy nếu lượng vi khuẩn ít, thời gian lên men ngắn đồng thời lượng đường nhiều thì sẽ cho sản phẩm quá ngọt, sữa không đông thành khối và ngược lại lượng vi khuẩn nhiều, thời gian lên men dài, lượng đường lại quá ít thì sẽ dẫn đến sản phẩm quá ngọt…Nói tóm lại có rất nhiều các trường hợp khác nhau có thể dẫn đến sản phẩm sữa chua bắp không đạt yêu cầu. Do đó việc tiến hành bố
trí các thí nghiệm thể hiện mối liên hệ giữa 3 yếu tố này chặt chẽ để có thể chọn ra sản phẩm đạt chất lượng yêu cầu.
Trong quá trình lên men vi khuẩn lactic sử dụng đường và các chất có trong thành phần của bắp để sinh trưởng phát triển tạo sản phẩm lên men.
Trong quá trình lên men trước tiên dưới tác dụng của acid lactic, saccarose bị thủy phân tạo glucose và fructose theo phản ứng:
[H+]
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
Saccarose Glucose Fructose
Glucose được vi khuẩn sử dụng để lên men, Glucose đi vào con đường EMP (Embden-Meyerhoff-Panas) tạo acid lactic và các sản phẩm trung gian đặc trưng cho sữa chua.
Vi khuẩn Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulagaricus là hai vi khuẩn lên men đồng hình nên có các enzim cần thiết cho sự phân giải Glucose theo con đường EMP. Acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men diễn ra theo cơ chế sau:
Acid piruvic ATP
Acid lactic NAD.H2
NAD Lactacdehyrogenaza
Glucose
Glucose -6 (P)
Frucose-1,6 đi (P)
Aldehyt -3(P)-glyxerinic
Acid -1,3-đi (P)-glixerinic
Acid-3 (P)-glixerinic
Acid-2 (P)-glixerinic
Acid (P) enolpiruvic ADP
glucokinaza
Frutose -6 (P) ATP
ADP Hexokinaza
NAD dehydrogenaza
NAD.H2
ATP ADP
ADP ATP
Đồng thời sữa bột cũng cung cấp đường Lactose trong quá trình lên men tạo acid lactic từ Lactose theo phương trình sau:
C12H22O11 + H2O→ 4 C3H6O3
Tiếp theo acid lactic tác dụng với phức Canxi photphat-casein làm tách Canxi ra khỏi phức và chuyển nó thành dạng không hòa tan. Lúc đó sữa chuyển từ dạng lỏng sang dạng đông tụ. Do casein là chất ổn định trong môi trường acid nên khối kết đông sẽ được hình thành khi pH giảm xuống tới điểm đẳng điện của casein và các mixen casein tích điện âm trước đó giờ trở nên trung tính.
Cơ chế đông tụ của sữa chua theo phương trình sau:
NH2-R(COO)2Ca +CH3CHOHCOOH→ NH2R(COO)2 + (CH3CHOHCOO)2Ca Caseinat canxi Acid lactic Acid ceiseic Lactat canxi Acid ceiseic hình thành không tan làm sữa chua đông tụ.
Ngoài ra vi khuẩn lactic sẽ tạo ra diaxetyl, acetoin, acetaldehyt… để tạo hương vị đặc trưng của sữa chua.
Trong thành phần của bắp có các acid amin, đường fructose …nên trong quá trình gia nhiệt các acid amin sẽ tương tác với đường tạo ra các aldehyt, reducton, fucfurol…đây là những chất gây mùi nên sẽ tạo mùi vị đặc trưng của sữa chua bắp.
Như vậy, theo kết quả nghiên cứu của thí nghiệm này thì tỉ lệ đường 13 %, tỉ lệ sữa chua giống 6%, thời gian lên men 6 h cho kết quả cao nhất và chúng được chọn làm các thông số của qui trình.